生理反饋系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生理反饋系統(tǒng)，特別涉及一種結(jié)合生理信息實(shí)時(shí)反饋以及呼吸調(diào)控的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，越來(lái)越多的研宄著重于人體如何通過(guò)自我意識(shí)調(diào)控的方式而影響身體的運(yùn)作系統(tǒng)，以達(dá)到改善身心健康的效果，例如，生理反饋(b1feedback)(包括神經(jīng)生理反饋(neurofeedback))、冥想(meditat1n)、呼吸訓(xùn)練(breath training)等皆是目前已獲大量研宄結(jié)果支持，且亦有越來(lái)越多人使用的方法。
[0003]其中，生理反饋是一種人體為了改善健康及效能等目的而學(xué)習(xí)如何改變生理活動(dòng)的學(xué)習(xí)程序，在此程序中，人體中可通過(guò)意識(shí)，例如，思考、情緒、以及行為，改變的生理活動(dòng)，例如，腦波，心率、呼吸、肌肉活動(dòng)或皮膚溫度等，會(huì)通過(guò)儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且儀器快速且準(zhǔn)確的將信息反饋給受試者，由于此信息與所欲實(shí)現(xiàn)的生理改變有關(guān)，因此，受試者在獲得信息后，就可據(jù)以而進(jìn)行自我意識(shí)調(diào)控，加強(qiáng)所需的生理反應(yīng)。
[0004]另外，靜坐冥想的常見(jiàn)方式是:集中注意力、正念(mindfulness)以及慈悲心與愛(ài)，主要皆涉及自我意識(shí)控制。靜坐冥想的目的和臨床心理學(xué)、精神醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)以及教育的許多目標(biāo)一致，越來(lái)越多的研宄結(jié)果顯示，靜坐冥想可能有助于舒緩抑郁癥和慢性疼痛癥狀，并且有利于提升整體的幸福感。
[0005]此外，亦有越來(lái)越多的科學(xué)證據(jù)顯示，靜坐冥想期間進(jìn)行的自我意識(shí)調(diào)控可以改變大腦的功能性回路，并產(chǎn)生對(duì)心靈、大腦以及整個(gè)身體都有益處的效果，許多神經(jīng)科學(xué)家亦已開(kāi)始通過(guò)觀察靜坐冥想期間的大腦反應(yīng)而了解冥想對(duì)于人體所造成的影響。而這在某種程度上即類(lèi)似于所謂的神經(jīng)生理反饋(neurofeedback)，只是，進(jìn)行神經(jīng)生理反饋時(shí)，與進(jìn)行生理反饋一樣，會(huì)實(shí)時(shí)地將腦部活動(dòng)的信息提供予使用者。
[0006]由上可知，當(dāng)涉及通過(guò)人體自身的調(diào)控機(jī)制而達(dá)到改進(jìn)身心健康的效果時(shí)，最重要地是使用者必須集中注意力，以幫助自我意識(shí)調(diào)控的進(jìn)行，因此，當(dāng)注意力更容易集中時(shí)，自我意識(shí)調(diào)控所帶來(lái)的效果自然更容易實(shí)現(xiàn)。
[0007]一般在需要集中注意力的靜坐冥想過(guò)程中，通常會(huì)強(qiáng)調(diào)冥想者必須專(zhuān)注于呼吸的韻律，尤其在出現(xiàn)心思游移時(shí)，必須將注意力重新集中在一吸一吐的呼吸韻律上，因此，專(zhuān)注于呼吸韻律是已知可提升注意力的方法。
[0008]呼吸在一般沒(méi)有意識(shí)介入的情形下，呼吸是受自律神經(jīng)系統(tǒng)控制，會(huì)自動(dòng)地根據(jù)身體需求而調(diào)節(jié)呼吸速率以及深度等，而另一方面，呼吸亦可受意識(shí)控制，在有限的范圍內(nèi)，人體可以自行控制呼吸速率以及深度等，故已有研宄顯示，可通過(guò)控制呼吸的方式而影響交感神經(jīng)以及副交感神經(jīng)的平衡，一般的情形是，呼氣期間會(huì)增加副交感神經(jīng)活性，減緩心跳，吸氣期間則相反。
[0009]因此，當(dāng)需要集中注意力而專(zhuān)注于呼吸韻律時(shí)，除了可因?qū)⒆⒁饬貧w到呼氣與吐氣的韻律而達(dá)到專(zhuān)心及穩(wěn)定的效果外，亦同時(shí)間會(huì)對(duì)自身的自律神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，此時(shí)，只要呼吸對(duì)自律神經(jīng)系統(tǒng)的影響與進(jìn)行生理反饋、神經(jīng)生理反饋或冥想的目標(biāo)一致時(shí)，例如，放松身心，則就可很自然地由于增加對(duì)呼吸進(jìn)行控制而讓生理反饋的效果更上一層樓，達(dá)到相輔相成的效果。
[0010]也由于呼吸介于意識(shí)與非意識(shí)控制間的特性，呼吸訓(xùn)練同樣被視為是一種可因影響人體運(yùn)作而達(dá)到改善身心效果的程序。一般而言，呼吸訓(xùn)練是通過(guò)意識(shí)而調(diào)整自身呼吸的過(guò)程，舉例而言，常見(jiàn)的一種呼吸訓(xùn)練方式是布泰科呼吸訓(xùn)練(Buteyko breathingtechnique)，其主張通過(guò)進(jìn)行鼻部呼吸、且以意識(shí)控制而使呼吸速率或呼吸量降低的呼吸方法，可對(duì)因呼吸速度增加或過(guò)度換氣所造成的疾病，例如，哮喘，或是其他呼吸相關(guān)疾病，例如，睡眠呼吸中止，具有治療效果。
[0011]另外，呼吸訓(xùn)練亦可在具有外部導(dǎo)引信號(hào)的情形下進(jìn)行，通常，導(dǎo)引信號(hào)的作用在于導(dǎo)引使用者的呼吸，例如，導(dǎo)引呼吸速率，及/或呼氣與吐氣時(shí)間比等，而根據(jù)目的的不同，導(dǎo)引信號(hào)的內(nèi)容亦可有所改變，例如，在進(jìn)行布泰科呼吸訓(xùn)練時(shí)，導(dǎo)引信號(hào)可提供較慢的呼吸速率，以符合其訓(xùn)練目標(biāo)。
[0012]一般在呼吸訓(xùn)練過(guò)程中，使用者多只專(zhuān)注于進(jìn)行呼吸的調(diào)整，但既然呼吸訓(xùn)練的目的亦在于改善身心健康，因此，若可在呼吸訓(xùn)練過(guò)程中提供使用者有關(guān)其生理狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息，以讓使用者知道呼吸調(diào)整的進(jìn)行是否朝向預(yù)期的目標(biāo)前進(jìn)，相信將可有助于進(jìn)一步提升呼吸訓(xùn)練的效率，達(dá)到事半功倍的效果。
[0013]因此，確實(shí)有需要發(fā)展出一種新穎的系統(tǒng)，可在使用者通過(guò)自我意識(shí)控制而進(jìn)行生理反饋、冥想、或神經(jīng)生理反饋時(shí)，提供進(jìn)一步進(jìn)行呼吸調(diào)整的依據(jù)，以使呼吸對(duì)改善身心健康的影響可同時(shí)被展現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而相輔相成地讓可實(shí)現(xiàn)的效果更上層樓。
[0014]另外，當(dāng)以呼吸訓(xùn)練為基礎(chǔ)時(shí)，同樣可通過(guò)讓使用者實(shí)時(shí)得知自身的生理狀態(tài)的方式，而讓使用者可在進(jìn)行呼吸訓(xùn)練的同時(shí)通過(guò)自我意識(shí)的調(diào)控而改變其呼吸行為或其他生理狀態(tài)，進(jìn)一步提升訓(xùn)練的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的一目的在于提供一種生理反饋系統(tǒng)，其通過(guò)單一個(gè)可感知信號(hào)產(chǎn)生源提供實(shí)時(shí)的自律神經(jīng)活動(dòng)信息以及呼吸導(dǎo)引信號(hào)，以讓使用者在進(jìn)行生理反饋程序期間，可通過(guò)跟隨呼吸導(dǎo)引信號(hào)而達(dá)到進(jìn)一步提升生理反饋的效果。
[0016]本發(fā)明的另一目的在于提供一種神經(jīng)生理反饋系統(tǒng)，其通過(guò)單一個(gè)可感知信號(hào)產(chǎn)生源提供實(shí)時(shí)的腦部活動(dòng)信息以及呼吸導(dǎo)引信號(hào)，因此，使用者可通過(guò)跟隨呼吸導(dǎo)引信號(hào)而提高專(zhuān)注力，進(jìn)一步提升神經(jīng)生理反饋所實(shí)現(xiàn)的效果。
[0017]本發(fā)明的另一目的在于提供一種生理反饋系統(tǒng)，其通過(guò)單一個(gè)可感知信號(hào)產(chǎn)生源提供實(shí)時(shí)的心跳變異率以及呼吸導(dǎo)引信號(hào)，以讓使用者在進(jìn)行生理反饋程序期間，可根據(jù)得自心跳變異率的信息而進(jìn)行自我意識(shí)調(diào)整，并通過(guò)跟隨呼吸導(dǎo)引信號(hào)，而讓生理反饋對(duì)自律神經(jīng)活動(dòng)的影響效果獲得進(jìn)一步的提升。
[0018]本發(fā)明的另一目的在于提供一種呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，其通過(guò)單一個(gè)可感知信號(hào)產(chǎn)生源提供呼吸導(dǎo)引信號(hào)以及相關(guān)的呼吸行為的信息，以讓使用者可在得知自身的呼吸行為的情形下進(jìn)行呼吸調(diào)控，有效地提升訓(xùn)練的效果。
[0019]本發(fā)明的另一目的在于提供一種呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，其通過(guò)單一個(gè)可感知信號(hào)產(chǎn)生源而提供呼吸導(dǎo)引信號(hào)以及相關(guān)呼吸時(shí)胸部/腹部起伏動(dòng)作的信息，以讓使用者了解其否通過(guò)腹式呼吸的方式而進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。
[0020]本發(fā)明的另一目的在于提供一種影響生理狀態(tài)的系統(tǒng)，其通過(guò)單一發(fā)光體的發(fā)光強(qiáng)度提供使用者真實(shí)的呼吸模式以及發(fā)光顏色提供相關(guān)使用者生理狀態(tài)的信息，以作為使用者進(jìn)行自我意識(shí)調(diào)控的基礎(chǔ)，進(jìn)而達(dá)到影響生理狀態(tài)的效果。
[0021]本發(fā)明的在一目的在于提供一種影響生理狀態(tài)系統(tǒng)，其通過(guò)獨(dú)立發(fā)光體的發(fā)光強(qiáng)度變化提供呼吸導(dǎo)引信號(hào)，以及發(fā)光顏色變化提供相關(guān)使用者生理活動(dòng)信息，以讓使用者在訓(xùn)練區(qū)段中，可方便地通過(guò)單一視覺(jué)產(chǎn)生源而獲得兩種信息。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)量腦電信號(hào)時(shí)的可能實(shí)施實(shí)例；
[0023]圖2A-2D顯示本發(fā)明系統(tǒng)中，可感知信號(hào)產(chǎn)生源的可能實(shí)施實(shí)例；
[0024]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)量腦電信號(hào)時(shí)的另一可能實(shí)施實(shí)例；
[0025]圖4A-4C顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，采用呼吸動(dòng)作感測(cè)元件的生理反饋系統(tǒng)的實(shí)施不意圖；
[0026]圖5A-5C顯示根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)量心電信號(hào)測(cè)量時(shí)可能實(shí)施實(shí)例；
[0027]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)量腦電信號(hào)以及心率序列時(shí)的可能實(shí)施實(shí)例；以及
[0028]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)量皮膚電活動(dòng)時(shí)的可能實(shí)施實(shí)例。
[0029]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0030]10 頭戴式腦電檢測(cè)裝置
[0031]12 發(fā)光體
[0032]14 耳戴結(jié)構(gòu)
[0033]20 呼吸動(dòng)作感測(cè)元件
[0034]22 發(fā)光源
[0035]24 心電電極
[0036]30 穿戴式生理感測(cè)裝置
[0037]31 電極
[0038]32 殼體
[0039]34 智能手機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0040]本發(fā)明系統(tǒng)的目的在于，將通過(guò)自我意識(shí)調(diào)整而影響生理狀態(tài)的程序以及呼吸調(diào)控兩者融和在同一個(gè)訓(xùn)練區(qū)段中，并通過(guò)與使用者間互動(dòng)形成一反饋回路的方式而實(shí)現(xiàn)加成影響生理狀態(tài)的技術(shù)效果，故可廣泛應(yīng)用于生理反饋、神經(jīng)生理反饋、冥想、及/或呼吸訓(xùn)練等各種通過(guò)自我意識(shí)調(diào)控而影響生理狀態(tài)的程序，以讓該程序所實(shí)現(xiàn)的成效進(jìn)一步獲得提升。
[0041]在此原則下，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)具有一穿戴式生理感測(cè)裝置以及一可感知信號(hào)產(chǎn)生源，其中，該穿戴式生理感測(cè)裝置用以在該訓(xùn)練區(qū)段中，取得因生理活動(dòng)發(fā)生改變而受影響的生理信號(hào)，以及該可感知信號(hào)產(chǎn)生源則用以在該訓(xùn)練區(qū)段中，通過(guò)使用者可感知信號(hào)，例如，視覺(jué)可感知信號(hào)、及/或聽(tīng)覺(jué)可感知信號(hào)，以向使用者提供呼吸導(dǎo)引以及有關(guān)生理活動(dòng)的信息，例如，實(shí)時(shí)生理狀態(tài)，呼吸行為的改變，及/或訓(xùn)練執(zhí)行的成效等。
[0042]請(qǐng)參閱圖1，其顯示根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一較佳實(shí)施例，此實(shí)施例在于提供有關(guān)神經(jīng)生理反饋系統(tǒng)融入呼吸訓(xùn)練的實(shí)施內(nèi)容，因此，在此，該穿戴式生理感測(cè)裝置是實(shí)施為一頭戴式腦電檢測(cè)裝置10，以及該可感知信號(hào)產(chǎn)生源是實(shí)施為一發(fā)光體12。
[0043]當(dāng)使用者利用本發(fā)明的此神經(jīng)生理反饋系統(tǒng)而執(zhí)行一神經(jīng)生理反饋程序時(shí)，如圖所示地，將該頭戴式腦電檢測(cè)裝置設(shè)置于頭上，以通過(guò)設(shè)置于頭帶內(nèi)側(cè)的腦電電極取得使用者的腦波，在此，腦電電極的設(shè)置位置沒(méi)有限制，只要是可取得腦波的特定大腦皮質(zhì)位置的相對(duì)應(yīng)取樣點(diǎn)即可，例如，常見(jiàn)的取樣點(diǎn)包括Fpl、Fp2、01、02等、或是任何根據(jù)10-20系統(tǒng)所定義的位置，并且，腦電電極的設(shè)置位置以及數(shù)量可根據(jù)所進(jìn)行的神經(jīng)生理反饋的目的而決定，例如，可增加電極的數(shù)量而進(jìn)行多通道腦電信號(hào)的測(cè)量，或可在耳朵上設(shè)置電極以作為參考點(diǎn)等，因此，沒(méi)有限制。
[0044]之后，再將該發(fā)光體12設(shè)置于身體前方眼睛可自然看見(jiàn)的位置，并使頭上的腦電檢測(cè)裝置與該發(fā)光體進(jìn)行溝通，例如，通過(guò)如藍(lán)牙、WiFi等的一般無(wú)線通信方式，即可開(kāi)始進(jìn)行呼